一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法

本发明涉及无人机，具体涉及一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法。

背景技术：

1、在搜救，农业值保，安防监测等领域，单个无人机在效率和续航时间上难以满足大范围作业的需求。通过多个进行编队的无人机进行作业可以提高作业效率，以有效解决大面积监控作业应用场景的需求。

2、目前无人机编队移动控制的方法大多先获取所有单个无人机的坐标的，然后根据每个无人机与目标的跟踪路径与激励进行编队控制。在路经一些信号不好的地域，这种编队控制方法容易出现控制混乱的现象。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法。

2、本发明解决上述问题的技术方案为：一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法，包括以下步骤：

3、s1，形成并保持无人机等边三角形编队；

4、s2，跟踪目标信息处理。

5、进一步的，步骤s1具体过程为：

6、步骤1，设置m(m≥3)架四旋翼无人机组成无人机群，各架四旋翼无人机之间通过蓝牙通信，四旋翼无人机通过gps定位获取自身位置坐标，各四旋翼无人机的位置坐标可表示为

7、qi＝[q(i,x),q(i,y),q(i,z)]

8、i为各四旋翼无人机的标号，1≤i≤m。

9、步骤2，每个四旋翼无人机通过蓝牙通信获取相邻所有四旋翼无人机的坐标位置，设定相邻四旋翼无人机之间的距离d，所有四旋翼无人机飞行高度一致，建立无人机等边三角形编队系统。

10、相邻两个四旋翼无人机之间位置关系表达式为：

11、(qxi+1-qxi)2+(qyi+1-qyi)2＝d2

12、步骤3，以无人机等边三角形编队系统中心作为编队系统坐标系的原点，以当前位置作为四旋翼无人机在编队系统坐标系中的目标位置。各四旋翼无人机的目标位置向量可表示为

13、pi＝[p(i,x),p(i,y)]

14、四旋翼无人机的当前位置向量可表示为

15、pj＝[p(j,x),p(j,y)]

16、在后续移动中，通过分布式控制算法计算相邻四旋翼无人机的期望速度，进行速度控制从而使相邻四旋翼无人机保持给定的距离。

17、ux＝vx+(xj-xi)/s

18、uy＝vy+(yj-yi)/s

19、ux表示无人机相对于编队系统坐标系的期望横向速度向量控制量，uy表示无人机相对于编队系统坐标系的期望纵向速度向量控制量，vx为队形稳定时，无人机的期望横向运动速度向量；vy为队形稳定时，无人机的期望纵向运动速度向量，xj-xi为当前位置与目标位置的横向距离，yj-yi为当前位置与目标位置的纵向距离。

20、进一步的，步骤s2具体包括以下步骤：

21、步骤1，接受外部发送的目标位置，包括目标的位置信息和运动信息；

22、目标的位置信息为a(a1，b1)，目标的运动信息包括vax、vay，vax为目标运动横向速度向量，vay为目标运动纵向速度向量。

23、步骤2，选取无人机等边三角形编队系统中其中一个无人机作为跟踪无人机，获取跟踪无人机在大气坐标系下的当前位置b(a2，b2)，

24、为保证无人机等边三角形编队系统中心移动到目标位置，跟踪无人机在编队系统坐标系中为位置为(xa，ya)，那么跟踪无人机的目标位置即为(a1+xa，b1+ya)，根据跟踪无人机的当前位置和目标位置计算跟踪无人机的期望横向运动速度向量vx1和期望纵向运动速度向量vy1，跟踪无人机的最终运动的横向速度向量为vx＝vx1+vax，横向速度向量为vy＝vy1+vay。

25、本发明具有有益效果：

26、本发明提供了一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法，先在起始位置信号较好的地方获取大气坐标下的位置，进行编队控制建立无人机等边三角形编队系统，再建立无人机等边三角形编队系统坐标，设定各无人机的目标位置，获取无人机当前位置，通过对无人机横向和纵向速度控制，保持无人机向目标位置移动，确保它们形成稳定的等边三角形队形；确定目标的位置信息和运动信息，保持编队系统中心处于目标点，保证无人机监控区域覆盖目标，既能保持监控稳定性，也能保持编队结构稳定性。

技术特征：

1.一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法，其特征在于：步骤s1具体过程为：

3.如权利要求1所述的一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法，其特征在于：步骤s2具体包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种无人机编队控制系统和目标跟踪方法，包括以下步骤：S1，形成并保持无人机等边三角形编队；S2，跟踪目标信息处理，先在起始位置信号较好的地方获取大气坐标下的位置，进行编队控制建立无人机等边三角形编队系统，再建立无人机等边三角形编队系统坐标，设定各无人机的目标位置，获取无人机当前位置，通过对无人机横向和纵向速度控制，保持无人机向目标位置移动，确保它们形成稳定的等边三角形队形；确定目标的位置信息和运动信息，保持编队系统中心处于目标点，保证无人机监控区域覆盖目标，既能保持监控稳定性，也能保持编队结构稳定性。技术研发人员：杨艺,陈子强,姚雪莲,陈骏程,陈灵峰受保护的技术使用者：江苏理工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/18